航论-第二章 第2节 飞机的飞行原理
2 第二章第二节 飞机的基本结构
前缘
翼尖
后缘
第二节 飞机的机体结构
2.机翼的分类
根据机翼在机身上安装的部位和形式， 飞机可以分为: 上单翼飞机（安装在机身上部） 中单翼飞机（安装在机身中部） 下单翼飞机（安装在机身下方） 目前的民航运输机大部分为下单翼飞机
第二节 飞机的机体结构
第二节 飞机的机体结构
上单翼布局——干扰阻力小，有很好的向下 视野，机身离地面近，便于货物的装运，发 动机可以安装得离地面较高，免受地面飞起 的沙石损害，因而大部分军事运输机和使用 螺旋桨动力装置的运输飞机都采用这种布局； 中单翼布局——气动外形是最好的，但因为大 型飞机的翼梁要从机身内穿过，使客舱容积受 到严重影响，因而在民航飞机中不采用这种布 局形式； 下单翼布局——民航运输机大部分为下单翼飞 机，机翼离地面近，起落架可以做得短些，两 个主起落架距离较宽，增加了降落的稳定性， 起落架很容易在翼下的起落架舱收放，从而减 轻重量。此外发动机和机翼离地面较近，做维 修工作方便。
第二节 飞机的机体结构
多支柱起落架
第二节 飞机的机体结构
B747的多支柱式起落架
第二节 飞机的机体结构
3.起落架的结构形式 （1）构架式起落架
在一些轻型低速飞机和直升机上采用较多。
构架式起落架结构示意
减 震 支 柱 撑杆
第二节 飞机的机体结构
3.起落架的结构形式 （2）支柱套筒式起落架
这种型式往往用作前三点式飞机的主起落架。
第二节 飞机的机体结构
5
4 3 2 1
机翼前缘有五块缝翼
第二节 飞机的机体结构
第二节 飞机的机体结构 固定式缝翼
第二节 飞机的机体结构 自动缝翼
第二节 飞机的机体结构
第二节 飞机的机体结构 (4)扰流板
飞机运行原理
飞机运行原理飞机是一种能够在大气层内飞行的航空器，其运行原理涉及到多个物理学和工程学原理。
飞机的飞行主要依靠空气动力学原理，而其动力来源则是来自发动机的推力。
下面将详细介绍飞机运行的原理。
首先，飞机的起飞是通过动力推力来完成的。
飞机发动机产生的推力通过推进空气来推动飞机向前运动，同时产生升力。
升力是飞机在飞行过程中产生的一个垂直向上的力，其大小取决于飞机的形状、机翼的设计和飞行速度。
当飞机的升力大于重力时，飞机就可以离开地面并开始飞行。
其次，飞机在飞行过程中需要克服空气阻力。
空气阻力是飞机在飞行过程中受到的阻碍飞行的力，其大小取决于飞机的速度和空气的密度。
飞机需要通过发动机产生的推力来克服空气阻力，以保持稳定的飞行状态。
另外，飞机的机翼设计也是飞机运行原理中的重要部分。
飞机的机翼是通过空气动力学原理产生升力的关键部分。
飞机的机翼通常采用对称翼型，通过机翼上下表面的气流差异来产生升力。
此外，飞机的机翼还可以通过襟翼和襟翼来调整飞机的升力和阻力，以实现起飞、飞行和降落等不同阶段的飞行要求。
最后，飞机的稳定性和操纵性也是飞机运行原理中需要考虑的重要因素。
飞机的稳定性是指飞机在飞行过程中保持稳定的能力，而操纵性则是指飞机在飞行过程中对操纵杆、襟翼等控制装置的灵敏度和反应速度。
飞机的稳定性和操纵性需要通过飞机的设计和飞行控制系统来保证，以确保飞机在飞行过程中能够稳定、安全地运行。
综上所述，飞机的运行原理涉及到多个物理学和工程学原理，包括空气动力学、发动机推力、升力和阻力、机翼设计以及飞机的稳定性和操纵性等方面。
这些原理共同作用，使得飞机能够在大气层内进行稳定、安全的飞行。
飞机飞行原理
飞机飞行原理飞机飞行原理飞机是一种运用动力推进系统起飞、维持平衡及控制在空中飞行的航空器。
飞机的飞行特性和动力系统有许多既复杂又有趣的原理，它们都是航空发展及飞行安全的基石。
下面将介绍飞机飞行原理中核心部分--力学原理，以帮助人们熟悉飞机运行及控制的基本原理。
力学原理主要分为四个部分，它们分别是推进力，空气动力学，机械平衡，及控制原理。
推进力是指飞机主要的爬升动力，它是由推进系统提供的工作流体的动能来推动飞机的主机及机翼。
这些推力系统可以是发动机、空气推进装置，或轮胎等。
其中最常用的是汽油机发动机，它们可以提供足够的动能，来把飞机穿越至另一端的飞行途中。
空气动力学，也被叫做飞行动力学，指的是飞机在空气中的运动学。
它是以空气密度和流速为基础，来控制飞机以实现理想的飞行速度及轨迹。
由于空气密度和流速不断变化，所以只要照顾到机动性要求，就能确保飞机和机翼保持飞行稳定。
机械平衡是指飞机的整体稳定性，这个稳定性也叫作“飞行安全性”。
机械平衡是采用不同机械装置，以确保飞机始终以空速保持稳定状态，不管在任何环境中，机翼总是能够形成稳定的气流流动。
最后是控制原理，它指的是飞行控制系统，这是控制飞行的主要方法。
飞行控制技术可以将飞机在空中的运动转化为安全的飞行轨迹，飞行人员可以操纵飞行控制装置，提高理想的飞行性能，和安全的飞行。
以上就是飞机飞行原理的基本介绍，由于技术发展，它们已经不断完善和变得更加可靠，飞机飞行过程中的安全性也提高了不少，更加符合及达到高标准的要求。
当人们了解飞行运行和控制的核心原理及细节，就能很好地管理和操纵飞行器，依靠它们来安全、顺利地完成自己的飞行任务。
航空概论2-10 飞机的飞行原理
p
1
+
1 ρ v 2
2 1
+ ρ gh
1
= p
2
+
1 ρ v 2
2 2
+ ρ gh
2
又a1和a2是在流体中任取的，所以上式可 a1和a2是在流体中任取的， 是在流体中任取的 表述为 1
P + 2 ρ v
2
+ ρ
gh
= 常量
上述两式就是伯努利方程。 上述两式就是伯努利方程。 当流体水平流动时，或者高度的影响不显 当流体水平流动时， 著时， 著时，伯努利方程可表达为
飞机的飞行原理
主要内容
★ 气流特性
1.相对运动原理 1.相对运动原理 2.连续性定理 2.连续性定理 3.伯努利定理 3.伯努利定理
第二章飞机的飞行原理
第一节 气流特性 一.相对运动原理 相对运动原理： 相对运动原理：作用在飞机上的空气 动力不会因观察者的角度发生变化而变化。 动力不会因观察者的角度发生变化而变化。 飞机以速度v∞作水平直线飞行时， v∞作水平直线飞行时 飞机以速度v∞作水平直线飞行时，作 用在飞机上的空气动力大小与远前方空气 以速度v∞ 以速度v∞ 流向静止不动的飞机时所产生 的空气动力应完全相等。 的空气动力应完全相等。
①理想流体是不可压缩的 ②理想流体是没有粘滞性的 理想流体在流动时， ③理想流体在流动时，各层之间没有相互作 用的切向力， 用的切向力，即没有内摩擦 不可压缩的，没有粘滞性的流体，称为理想流体。 不可压缩的，没有粘滞性的流体，称为理想流体。 2、定常流动 (1)定常流动 (1)定常流动 流体质点经过空间各点的流速虽然可以不 但如果空间每一点的流速不随时间而改变， 同，但如果空间每一点的流速不随时间而改变， 这样的流动就叫定常流动。 这样的流动就叫定常流动。 举例：自来水管中的水流， 举例：自来水管中的水流，石油管道中石油的 流动，都可以看作定常流动。 流动，都可以看作定常流动。
飞行原理 ppt课件
0 V1 V2 VMP
VI
V1 V2
45
3.6 上升与下降 3.6.1 上升
飞机沿倾斜向上的轨迹做等速直线的飞行叫 做上升。上升是飞机取得高度的基本方法。
3.6 上升与下降
ppt课件
1 、 飞机上升的作用力
飞机在空中稳定上升时,受到四个力的作用：
升力(L)、重力(W)、拉力(P)、阻力(D)。通常把
第二速 度范围
P
第一速 度范围
平飞第一速度范围 是正操纵区
平飞第二速度范围 是反操纵区
39
0 V1 V2 VMP
VI
V1 V2
② 平飞性能变化
平飞最大速度的变化
●vmax随飞行高度的变化
P
高度增加，密度减
小，发动机功率降低，
可用拉力曲线下移； 200
高度增加，保持表速 160
飞行，动压不变，阻
1、 平飞的作用力及所需速度
飞机在空中稳定直线飞行时,受到四个力的作用： 升力(L)、重力(W)、拉力(P)、阻力(D)。
升力
拉力
阻力
32
重力
●平飞运动方程
L W P D
升力等于重力，高度不变 拉力等于阻力，速度不变
升力
拉力
阻力
33
重力
2、 平飞所需速度
能够产生足够的升力来平衡重力的飞行速度叫平飞所需速度， 以v平飞表示。
0
41
理论升限 A
VI
VMP
Vmax
●vmax随重量的变化
重量增加，同一迎角下只能增速，才能产生更大的升力，速度 大，阻力大。因此，所需拉力曲线上的每一点（对应一迎角）均 向上（阻力大）向右（速度大）移动。因此，重量增加，平飞最
第二章_飞行原理
第二章- 飞行原理本章讨论飞行中支配作用于飞机上力的基本物理定律，以及这些自然定律和力对飞机性能特性的影响。
为了胜任的控制飞机，飞行员必须理解涉及的原理，学会利用和抵制这些自然力。
现代通用航空飞机可能有相当高的性能特性。
因此，飞行员充分领会和理解飞行艺术所依赖的原理是越来越必要的。
大气结构飞行所处的大气是环绕地球并贴近其表面的一层空气包层。
它是地球的相当重要的一个组成部分，就像海洋或者陆地一样。
然而，空气不同于陆地和水是因为它是多种气体的混合物。
它具有质量，也有重量，和不确定的形状。
空气象其他任何流体一样，由于分子内聚力的缺乏，当受到非常微小的压力时就会流动和改变它的形状。
例如，气体会充满任何装它的容器，膨胀和传播直到其外形达到容器的限制。
大气的组成是由78％的氮气，21％的氧气以及1％的其他气体，如氩气和氦气。
由于部分元素比其他的重，较重的气体如氧气有个天然的趋势，会占据地球的表面。
而较轻的气体会升到较高的区域。
这就解释了为什么大多数氧气包含在35000英尺高度以下。
因为空气有质量也有重量，它是一个物体，作为一个物体，科学定律会向其他物体一样对气体起作用。
气体驻留于地球表面之上，它有重量，在海平面上产生的平均压力为每平方英寸14.7磅，或者29.92英寸水银柱高度。
由于其浓度是有限的，在更高的高度上，那里的空气就更加稀薄。
由于这个原因，18000英尺高度的大气重量仅仅是海平面时的一半。
如图2－1大气压力尽管有多种压力，这里的讨论主要涉及大气压力。
它是天气变化的基本因素之一，帮助提升飞机，也驱动飞机里的某些重要飞行仪表。
这些仪表是高度仪，空速指示仪，和爬升率指示仪，和进气压力表。
虽然空气很轻，也受重力吸引的影响。
因此，和其他物质一样，由于有重量，就产生了力量。
由于它是流体物质，朝各个方向施加的力是相等的，它作用于空气中物体的效果就是压力。
在海平面的标准条件下，由于大气重量而施加于人体的平均压力大约14.7lb/in。
民航概论飞行基本原理
阻力相关资料
阻力名称
摩擦阻力 诱导阻力 干扰阻力 激波阻力 其他阻力
典型飞机阻力构成
亚音速运 超音速战 单旋翼直
输机
斗机
升机
45%
23%
25%
40%
29%
25%
7%
6%
40%
3%
35%
5%
5%
7%
5%
第二章 第二节 飞行基本原理——飞机升力的产生
2、伯努力定理的应用—高速飞行的问题 1969年美国国家航空航天局（NASA）兰利研究中心的理查 德.惠特科姆运用理论方法设计出超临界翼型，特点是前缘 钝圆，上表面平坦，下表面在后缘处有反凹，且后缘较薄并 向下弯曲。与普通翼型相比可提高临界马赫数0.06-0.1。
在飞机表面形成较大的速度梯度，从而产生的阻力。
99%v
Boundary lay er
第二章 第二节 飞行基本原理——飞机升力的产生
2、伯努力定理的应用—飞机上作用的力
压差阻力--空气绕流飞机时 前后形成的压力 差的阻力，它也 是由于粘性造成 的。如果没有粘 性，压力分布不 会造成这种阻力。
第二章 第二节 飞行基本原理——飞机升力的产生
拉杆
升降舵上偏 附加向下升力
第二章 第二节 飞行基本原理——飞机的飞行控制 3、飞机的操纵性—方向操纵性
第二章 第二节 飞行基本原理——飞机的飞行控制 3、飞机的操纵性—横侧操纵性
1、飞机的平衡——俯仰平衡 绕 横 轴 （
OZ
轴
）
的
转
动
称
为
俯
获得俯仰平衡的条件 M Z 0
仰
第二章 第二节 飞行基本原理——飞机的飞行控制
1、飞机的平衡——方向平衡
第二章 航空飞行器基本飞行原理 第一节 飞行环境概述
——低速流动， ——亚音速流动， ——跨音速流动， ——超音速流动； ——高超音速流动。
流场
流体所占据的空间称为流场。 大气层就是一个很大的流场。
流体的流动参数（或运动参数）：
用以表征流体特性的物理量如速度、温度、压强、密度等。
定常流动与非定常流动
流场中任一点的任一个流动参数（如速度、压强、密度等）随时间而变化的流动 称为非定常流动。 流场中任一固定点的所有流动参数都不随时间而变化的流动称为定常流动。 有些非定常流动可以通过适当选择参考坐标系而变为定常流动， 因而不能看成是 真正的非定常流动。以飞机在静止空气中等速平飞的情况为例，在固连于地面的参考 坐标系中，空气的流动是非定常流动；在固连于飞机的参考坐标系中，空气的流动是 定常的。只有在飞机速度随时间而变化的情况下，对飞机的绕流才是真正的非定常流 动。 严格来讲，定常运动是不存在的。如果运动参数随时间变化十分缓慢，则至少在 一段时间内可近似认为运动参数不变--“准定常运动” 。
椭球体；自转；公转。 垂直方向上特性变化显著
以大气中温度随高度的分布为主要依据分层： 1. 对流层 空气的对流运动很明显， 全部大气约 3/4 质量，几乎全部的水汽， 天气变化最复杂，对飞行影响最重要。 各种天气现象几乎都出现在这一层中，如雷暴、浓雾、低云幕、雨、雪、大气湍 流、风切变等。 2. 平流层 气流比较平稳，垂直运动远比对流层弱，能见度较佳 平流层的下部——同温层 3. 中间层 从平流层顶（大约 50～55km）伸展到 80km 高度。 特点：气温随高度增加而下降，空气有相当强烈的垂直运动。 在这一层的顶部气温可低至 160～190K。 4. 热层 从中间层顶伸展到约 800km 高度。 空气密度很小，声波也难以传播。 气温随高度增加而上升。 另一个重要特征是空气处于高度电离状态。
飞机飞行原理ppt
2、飞机的方向安定性：
指飞机受到扰动使方向平衡遭到破坏，扰 动消失后，飞机又趋向于恢复原来的方向 平衡
状态。飞机的方向安定力矩是在侧滑中产 生的。飞机的侧滑是指飞机的运动方向同 收音机的
对称面不平衡，相对气流是侧前方（左、 右侧）流向飞机的飞行状态。飞机主要依 靠垂直尾
翼的作用、产生一个对飞机重心的安定力 矩使机头左、右偏转来消除飞机侧滑的。
第二章、飞机的升力和阻力
第一节、气流特性
气流特性是指空气在流动中各点流速、压 力、密度等参数的变化规律，气流特性是 空气动力学的重要研究课题，对飞机的飞 行原理非常重要。
空气动力：空气流过物体或物体在空 气中运动时，空气对物体的作用力称为空 气动力。如有风的时候，我们站着不动， 会感到有空气的力量作用在身上；没有风 的时候，我们跑步时也感到有空气的力量 作用在身上。这是空气动力的表现形式。 再如：飞机在飞行中受到的升力和阻力也 是空气动力的表现形式。
（三）尾翼
尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾 翼由固定的水平安定面和可动的升降舵租 成。垂直尾翼则包括固定的垂直安定面和 可动的方向舵。尾翼的主要功用是用来操 纵飞机俯仰和偏转，并保证飞机能平稳地 飞行。
（四）起落装置
起落装置是用来支持飞机并使它能在地 面和水平面起落和停放。
陆上飞机的起落装置，大都又减震支柱 和机轮等租成。它是用于起飞、着陆滑跑， 地面滑行和停放时支撑飞机。
第三节 影响升力和阻力的因素
1．机翼迎角的影响 (1)在一定范围内，机翼迎角增加，升力则增大。因为机翼迎角增加后，
机翼上表面气流的流线更加密集，流速更块，压力更小(吸力更大)，压差 更大。 (2)机翼迎角增加，阻力随之增大。因为随着机翼迎角的增加，机翼后部 的涡流区也不断扩大，压力减小；而机翼前部气流压力增大，前后压力差 (阻力)增大。机翼升力增加诱导阻力页随之增加。 2．速度的影响 相对气流的速度越大，升力和阻力就越大。实验证明：升力和阻力与速 度的平方成正比。 (1)根据柏努利定理，机翼上表面的相对气流流速越快，静压越小，上下 压力差则越大，升力就越大。 (2)气流流速越快，机翼前部的气流动压越大，受档后转换成的静压也就 越大，前后压力差也越大。压差阻力越大．另外由于相对速度大摩擦阻力 也随之增大。 。
《航空概论》第2章 飞机飞行的原理
第2章 飞机飞行的原理
2.1.2 流体的连续性假设和状态方程 流体是液体(如水)和气体(如空气)的总称。和固体不同，
流体没有自己确定的几何形状，它们的形状都仅仅取决于盛 装它们的容器形状。例如，把流体盛满在某容器内，它的形 状就取决于这个容器的几何形状。流体的这种容易流动(或 抗拒变形的能力很弱)的特性，为易流性。
第2章 飞机飞行的原理
试验表明，在水中的声速大约为1440 m/s (约5200 km/h)， 而在海平面的标准状态下，空气中的声速仅为341 m/s (约 1227 km/h)。由于水的可压缩性很小，而空气很容易被压缩， 所以可以推论：流体的可压缩性越大，声速越小；流体的可 压缩性越小，声速越大。在大气中，声速的计算公式为
第2章 飞机飞行的原理
流体的状态参数是指它的密度ρ，温度T，压力p(又称压
强)这三个参数，它们是影响流体运动规律最重要的物理量。
流体的密度ρ是指流体所占空间内，单位体积中包含的
质量。如流体的质量为m，占有的体积为V，则
，单
位是kg/m3。
流体的温度T是流体分子运动剧烈程度的指标，热力学
单位是K。以K为单位的绝对温度T与以℃为单位的摄氏温度
航空概论
第2章 飞机飞行的原理
2.1 流体流动的基本知识
2.1.1 飞行相对运动原理 飞行相对运动原理如图2-1所示。假设飞机是在静止的
大气中(无风情况下)作水平等速直线飞行的状态，一观察者 乘坐在高空气球(固定在空气中的某一位置)上描述这一飞行 状态，则飞机是以速度v∞向左飞行(见图2-1(a))，并将扰动 周围的空气使之产生运动，而运动起来的空气同时将在飞机 的外表面上产生空气动力。
第2章 飞机飞行的原理
图2-2 雷诺试验
飞机航行原理
飞机航行原理
飞机航行原理是基于伯努利定律和牛顿第三定律的物理原理。
飞机通过产生足够的升力和推力来克服重力和空气阻力，从而能够在空中飞行。
首先，在飞机翼上方和下方的空气流动速度不同。
翼上方的空气流动更快，而翼下方的空气流动较慢。
根据伯努利定律，当流动速度增加时，压力就会降低。
因此，翼上方的气压较低，而翼下方的气压较高。
这种压力差使得产生了向上的升力。
飞机的机翼形状和倾斜角度也对升力的生成有重要影响。
其次，通过飞机的发动机产生的推力，克服了重力和空气阻力。
推力由发动机喷出的高速气流产生。
根据牛顿第三定律，每个作用力都会有一个等大但方向相反的反作用力。
因此，喷出的气流会产生向后的反作用力，即推力。
通过控制发动机的推力大小，飞行员可以调整飞机的速度和高度。
此外，飞机在飞行过程中还需要考虑其他因素，例如重心和飞行姿态的平衡以及空气动力学的各种力。
飞行员通过控制飞机的操纵面，如副翼、升降舵和方向舵，来维持飞机的平衡和稳定。
总的来说，飞机的航行原理是基于升力和推力的平衡，通过控制这两个力的大小和方向，使飞机能够在空中保持稳定的飞行。
这是航空工程师们设计和改进飞机结构的基础，也是飞行员们在驾驶飞机时需要了解和掌握的重要知识。
第二章 飞行原理
第二章- 飞行原理本章讨论飞行中支配作用于飞机上力的基本物理定律，以及这些自然定律和力对飞机性能特性的影响。
为了胜任的控制飞机，飞行员必须理解涉及的原理，学会利用和抵制这些自然力。
现代通用航空飞机可能有相当高的性能特性。
因此，飞行员充分领会和理解飞行艺术所依赖的原理是越来越必要的。
大气结构飞行所处的大气是环绕地球并贴近其表面的一层空气包层。
它是地球的相当重要的一个组成部分，就像海洋或者陆地一样。
然而，空气不同于陆地和水是因为它是多种气体的混合物。
它具有质量，也有重量，和不确定的形状。
空气象其他任何流体一样，由于分子内聚力的缺乏，当受到非常微小的压力时就会流动和改变它的形状。
例如，气体会充满任何装它的容器，膨胀和传播直到其外形达到容器的限制。
大气的组成是由78％的氮气，21％的氧气以及1％的其他气体，如氩气和氦气。
由于部分元素比其他的重，较重的气体如氧气有个天然的趋势，会占据地球的表面。
而较轻的气体会升到较高的区域。
这就解释了为什么大多数氧气包含在35000英尺高度以下。
因为空气有质量也有重量，它是一个物体，作为一个物体，科学定律会向其他物体一样对气体起作用。
气体驻留于地球表面之上，它有重量，在海平面上产生的平均压力为每平方英寸14.7磅，或者29.92英寸水银柱高度。
由于其浓度是有限的，在更高的高度上，那里的空气就更加稀薄。
由于这个原因，18000英尺高度的大气重量仅仅是海平面时的一半。
如图2－1大气压力尽管有多种压力，这里的讨论主要涉及大气压力。
它是天气变化的基本因素之一，帮助提升飞机，也驱动飞机里的某些重要飞行仪表。
这些仪表是高度仪，空速指示仪，和爬升率指示仪，和进气压力表。
虽然空气很轻，也受重力吸引的影响。
因此，和其他物质一样，由于有重量，就产生了力量。
由于它是流体物质，朝各个方向施加的力是相等的，它作用于空气中物体的效果就是压力。
在海平面的标准条件下，由于大气重量而施加于人体的平均压力大约14.7lb/in。
航空航天概论第2章 飞行器飞行原理 ppt课件
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3、伯努利定理
伯努利定理是描述流体的压强和速度之间的关系可以用实验说明。如图在粗细不 均的管道中在不同截面积处安装三根一样粗细的玻璃管，首先把容器和管道的进 口和出口开头都关闭，此时管道中的流体没有流动，不同截面处（A-A、B-B、CC）的流体流速均为零，三根玻璃管中的液面高度同容器中的液面高度一样。这 表明，不同截面处的流体的压强都是相等的。现在把进口和出口的开头同时都打 开，使管道中的流体稳定地流动，并保持容器中的液面高度不变。此时三根玻璃 管中的液面高度都降低了，且不同截面处的液面高度各不相同，这说明流体在流 动过程中，不同截面处的压强也不相同。
8
2.1.2 大气的物理特性与标准大气
1、大气的物理特性
（4）可压缩性
• 气体的可压缩性是指当气体的压强改变时其密 度和体积改变的性质。不同状态的物质可压缩性 也不同。液体对这种变化的反应很小，因此一般 认为液体是不可压缩的；而气体对这种变化的反 应很大，所以一般来讲气体是可压缩的物质。
（5）声 速
y
yf
O
x c
ppt课件 yl
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3、作用在飞机上的空气动力
空气动力：空气流过物体或物体在空气中运动时，空气对物 体的作用力。飞机上的空气动力R包括升力Y和阻力Q两部分。
（1）升力
空气流过机翼的流线谱如图， 这样机翼上、下表面产生压力 差。垂直于相对气流方向的压 力差的总和，就是升力。 机 翼升力的着眼点，即升力作用 线与翼弦的交点叫压力中心。
ppt课件
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3、伯努利定理
• 通过以上实验我们可以得到一个数学表达式来表示：
• 因当注意，以上定理在下述条件下才成立： • （1） 气流是连续的、稳定的。 • （2） 流动中的空气与外界没有能量交换。 • （3） 气流中没有摩擦，或变化很小，可以忽略不计。 • （4） 空气的密度没有变化，或变化很小，可以认为不变。
飞机飞行原理
3、飞机的横侧安定性： 是指在飞行中，飞机受到扰动以致横侧平衡状态 遭到破坏，而在扰动消失后，收音机又 趋向于恢复原来的横侧平衡状态。飞机的横侧安 定性主要靠机翼上的反角、后掠角和垂直尾 翼的作用产生的。 飞机的方向安定性和横侧安定性之间有着密切的 关系，不能一个安定性很大，一个却很 小。例如，横侧安定性过强会使飞机产生飘摆。
3．空气密度的影响 空气密度越大，升力和阻力越大。升力、阻力的大小与空 气密度成正比。根据动压公式(g=1/2ρv,2)，空气密度增大后， 气流流过机翼时的动压变化大。所以机翼上下的压力差和机 翼前后的压力差变化也大4．机真的影响 (1)面积：升力和阻力与面积成正比。 (2)平面形状：机翼产生升力后出现涡流，使上翼面压强增 加，下翼面压强减小，机翼升力受到损失，并产生诱导阻力。 当机翼平面形状接近椭圆形时，升力损失最小，诱导阻力也 较小，平面形状为矩形的机翼升力损失较大，诱导阻力也较 大。而梯形机翼居 两者之间，因此椭圆形机翼空气动力性能 最好。 (3)展弦比：展弦比越大涡流影响所占的比例越小，升力损 失和诱导阻力也越小。
（三）尾翼 尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾 翼由固定的水平安定面和可动的升降舵租 成。垂直尾翼则包括固定的垂直安定面和 可动的方向舵。尾翼的主要功用是用来操 纵飞机俯仰和偏转，并保证飞机能平稳地 飞行。
（四）起落装置 起落装置是用来支持飞机并使它能在地 面和水平面起落和停放。 陆上飞机的起落装置，大都又减震支柱 和机轮等租成。它是用于起飞、着陆滑跑， 地面滑行和停放时支撑飞机。
第三节 影响升力和阻力的因素
1．机翼迎角的影响 (1)在一定范围内，机翼迎角增加，升力则增大。因为机翼迎角增加后， 机翼上表面气流的流线更加密集，流速更块，压力更小(吸力更大)，压差 更大。 (2)机翼迎角增加，阻力随之增大。因为随着机翼迎角的增加，机翼后部 的涡流区也不断扩大，压力减小；而机翼前部气流压力增大，前后压力差 (阻力)增大。机翼升力增加诱导阻力页随之增加。 2．速度的影响 相对气流的速度越大，升力和阻力就越大。实验证明：升力和阻力与速 度的平方成正比。 (1)根据柏努利定理，机翼上表面的相对气流流速越快，静压越小，上下 压力差则越大，升力就越大。 (2)气流流速越快，机翼前部的气流动压越大，受档后转换成的静压也就 越大，前后压力差也越大。压差阻力越大．另外由于相对速度大摩擦阻力 也随之增大。 。
飞机飞行的基本原理
飞机飞行的基本原理
飞机飞行的基本原理是通过空气动力学的原理实现的。
首先，飞机的主要部件包括机翼、机身和尾翼等。
机翼是飞机飞行中起到关键作用的部分，它的上表面较为平坦，而下表面则呈现出弯曲的形状。
当飞机在飞行时，空气来到机翼上方时会分成两股，一股经过上表面，另一股则经过下表面。
下表面的空气由于弯曲的形状，需要更长的时间和距离来绕过机翼，因此产生了一种较快的速度。
上下两股空气在机翼的尖端再次汇合，形成了一个低压区域。
根据伯努利定律，速度越快的流体压力越低，因此在机翼上方形成了一个较高的气压，而在机翼下方形成了一个较低的气压。
这种气压差导致了向上的升力，使飞机能够克服重力，维持在空中飞行。
此外，机身和尾翼也发挥着平衡和操控的作用。
整个飞行过程中，飞机需要保持平衡，通过控制尾翼的位置和角度，来调整飞机的姿态。
另外，飞机的推力也是飞行不可或缺的一部分。
通常，飞机通过发动机产生推力，并通过推进器将推力转化为飞机前进的动力。
总的来说，飞机飞行的基本原理是通过利用机翼产生的升力、平衡和操纵机身和尾翼、以及利用推力提供飞行动力来实现的。
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P = RρT
公式中： R为气体常数，是一个有量刚的常数，
其含义是指在等压的情况下，温度每升高1ºK时，1千
克的气体膨胀所做的功。在海平面上，空气的气体常
数 R＝287．06 (焦尔／千克·ºK)。
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二、空气的物理性质
1、空气的粘性
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空气粘性的物理实质，是空气分子作无规则运 动的结果，当相邻两层空气具有不同流速时，流得 快的那层空气分子的动量大，它作无规则运动而进 入小速度层，通过分子间的掺和碰撞，会增加该层 分子的能量，从而牵动该层空气加速；速度小的那 一层空气分子，会碰入大速度层面，使该层速度减 小。这种相邻两层空气的相互牵扯的特性，就是空 气的粘性。而这种层与层之间的作用力就是空气的 粘性力（也叫空气的内摩擦力），用下列公式表示：
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2）有大量臭氧存在。 3）有水平方向的风，且风速相当大。 4）空气质量很少，只占整个大气的三千分之一。
这层空气不利于飞机飞行，只有探空气球飞行。
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4、电离层（暖层、热层）
电离层位于中间层之上，顶界离地面大约 800公里。
电离层的特点：
1）空气温度随着高度的增加而急剧增加， 气温可以增加到400 ℃以上（最高可达1000 ℃ 以上）。
F ＝ μ ·Δv/ΔY·S
μ为粘性系数， Δv/ΔY为速度梯度，S为接触面积。
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2、空气的压缩性
一定质量的空气，当压力或温度改变时， 引起空气密度变化的性质，叫做空气的压缩性。
影响空气压缩性的主要因素：
1）气流的流动速度（v）。气流的流动速 度越大，空气密度的变化显著增大（或密度减 小的越多），空气易压缩（或空气的压缩性增 大）。
飞机可以在空中飞行的机制
飞机可以在空中飞行的机制
飞机能在空中飞行的机制主要归功于机翼的设计和伯努利原理。
以下是飞机能在空中飞行的详细机制：
1. 机翼设计：飞机的机翼通常呈流线型，上凸下平。
这种设计使得飞机在飞行过程中，空气流经机翼时，上方的气流速度快，压力小；下方的气流速度慢，压力大。
根据伯努利原理，流体速度越快，压力越小；流体速度越慢，压力越大。
因此，机翼上下表面产生了压力差，这个压力差就是升力，使得飞机能够升空。
2. 伯努利原理：伯努利原理指出，在流体中，如果速度小，压力就大；如果速度大，压力就小。
在飞机飞行过程中，空气流经机翼时，上方的气流速度快，压力小；下方的气流速度慢，压力大。
根据伯努利原理，流体速度越快，压力越小；流体速度越慢，压力越大。
因此，机翼上下表面产生了压力差，这个压力差就是升力，使得飞机能够升空。
3. 飞机推力：飞机的发动机产生推力，推动飞机前进。
同时，由于机翼产生的升力，飞机能够克服重力，保持在空中飞行。
综上所述，飞机能在空中飞行的机制主要归功于机翼的设计、伯努利原理和飞机推力。
通过这些因素的共同作用，飞机能够在空中稳定飞行。
航论-第二章第2节飞机的飞行原理
航论-第⼆章第2节飞机的飞⾏原理第⼆章民⽤航空器第⼆节飞机的飞⾏原理（⼀）课前复习1.轻于空⽓的航空器有哪些？2.按照⽤途不同，民⽤飞机可以分为？（⼆）新课教学⼀、⼤⽓层1.⼤⽓层的结构（1）对流程：位置：从海平⾯到对流层顶平均11千⽶，⾚道17千⽶左右，极地8千⽶左右特点：空⽓有⽔平流动和竖直流动，有⾬、云、雪、雹（2）平流层：位置：距海平⾯11千⽶以上，55千⽶以下特点：流动只有⽔平⽅向，⽆云、⾬、雪、冰雹（3）中间层（了解）（4）电离层（了解）（5）散逸层（了解）民⽤飞机的飞⾏范围：航空器⼀般在对流层和平流层下部飞⾏。
对⽆座舱增压的飞机和⼩型喷⽓式飞机⼀般在6000⽶以下的对流层飞⾏；对于⼤型和⾼速喷⽓式飞机装有增压装置，⼀般在7000⽶到13000⽶的对流层和平流层中飞⾏。
2.⼤⽓的物理性质物理性质包括：⼤⽓温度、⼤⽓密度、⼤⽓压⼒、⾳速。
（1）⼤⽓温度①定义：⼤⽓层内空⽓的温度，表⽰空⽓分⼦做热运动的剧烈程度。
②温度与⾼度的关系对流层：⾼度升⾼，温度线性下降，每升⾼1000⽶，温度下降 6.5℃。
平流层（同温层）：平流层底部，温度不随⾼度变化，约为-56℃。
（2）⼤⽓密度①定义：单位体积内⼤⽓的质量。
②⼤⽓密度与⾼度的关系：⾼度越⾼，⼤⽓密度越⼩，空⽓越稀薄。
（3）⼤⽓压⼒①定义：指空⽓在单位⾯积上产⽣的压⼒。
②来源：A. 单位⾯积上⽅直到⼤⽓层顶部空⽓柱的重量。
B. 空⽓分⼦做⽆规则热运动产⽣的撞击⼒。
③⼤⽓压⼒与⾼度的关系：⾼度越⾼，⼤⽓压⼒越⼩。
（4）⾳速①定义：声⾳在空⽓中的传播速度。
②⾳速与⾼度的关系：⾼度越⾼，⼤⽓温度降低，⾳速降低。
（了解）3.标准⼤⽓压（1）国际标准⼤⽓压：⼤⽓被看做理想⽓体，以海平⾯⾼度为零，海平⾯上⼤⽓的温度为15℃，⼤⽓压为10×105pa ，密度为1.225kg/m 3，⾳速为340m/s 。
（2）作⽤：为了使飞⾏器的设计制造、性能⽐较有⼀个统⼀的标准。
飞机的原理
飞机的原理飞机是一种能够在大气层中飞行的飞行器，它的飞行原理主要是利用动力装置产生的推力和机翼产生的升力来支撑飞行。
飞机的原理涉及到空气动力学、动力学和结构力学等多个学科，下面我们将详细介绍飞机的飞行原理。
首先，我们来谈谈飞机的机翼。
飞机的机翼是其最重要的部件之一，它的形状和结构对飞机的飞行性能有着重要影响。
机翼的上表面和下表面之间存在着气压差，当飞机在空中飞行时，机翼上表面的气压要比下表面的气压低，这就产生了一个向上的气动力，即升力。
这个升力能够支撑飞机的重量，使其在空中飞行。
其次，飞机的动力装置也是飞行原理的重要组成部分。
通常情况下，飞机的动力装置是喷气发动机或者螺旋桨发动机。
喷气发动机通过燃烧燃料产生高温高压的气体，然后将这些气体喷出高速喷口，产生推力推动飞机前进。
而螺旋桨发动机则是通过螺旋桨的旋转产生推力。
这些动力装置提供了飞机飞行所需的动力，使飞机能够在空中飞行。
此外，飞机的机身和尾翼也对其飞行原理起着重要作用。
飞机的机身通常是空心的，内部安装了各种设备和燃料，同时也要保证机身的轻量化和结构的牢固性。
而飞机的尾翼则可以通过改变其角度来控制飞机的姿态和飞行方向，保证飞机在空中飞行时的稳定性和机动性。
综上所述，飞机的飞行原理主要涉及到机翼产生的升力和动力装置产生的推力。
通过合理的设计和优化，飞机能够在大气层中飞行，并实现各种飞行任务。
飞机的飞行原理是复杂而精密的，它的研究和发展一直是航空领域的重要课题，也为人类的空中出行和科学研究提供了重要的技术支持。
希望通过本文的介绍，读者能够对飞机的飞行原理有一个更加深入的了解。
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第二章民用航空器
第二节飞机的飞行原理
（一）课前复习
1.轻于空气的航空器有哪些？
2.按照用途不同，民用飞机可以分为？
（二）新课教学
一、大气层
1.大气层的结构
（1）对流程：
位置：从海平面到对流层顶平均11千米，赤道17千米左右，极地8千米左右
特点：空气有水平流动和竖直流动，有雨、云、雪、雹
（2）平流层：
位置：距海平面11千米以上，55千米以下
特点：流动只有水平方向，无云、雨、雪、冰雹
（3）中间层（了解）
（4）电离层（了解）
（5）散逸层（了解）
民用飞机的飞行范围：
航空器一般在对流层和平流层下部飞行。
对无座舱增压的飞机和小型喷气式飞机一般在6000米以下的对流层飞行；
对于大型和高速喷气式飞机装有增压装置，一般在7000米到13000米的对流层和平流层中飞行。
2.大气的物理性质
物理性质包括：大气温度、大气密度、大气压力、音速。
（1）大气温度
①定义：大气层内空气的温度，表示空气分子做热运动的剧烈程度。
②温度与高度的关系
对流层：高度升高，温度线性下降，每升高1000米，温度下降 6.5℃。
平流层（同温层）：平流层底部，温度不随高度变化，约为-56℃。
（2）大气密度
①定义：单位体积内大气的质量。
②大气密度与高度的关系：高度越高，大气密度越小，空气越稀薄。
（3）大气压力
①定义：指空气在单位面积上产生的压力。
②来源：
A. 单位面积上方直到大气层顶部空气柱的重量。
B. 空气分子做无规则热运动产生的撞击力。
③大气压力与高度的关系：高度越高，大气压力 越小 。
（4）音速
①定义：声音在空气中的传播速度。
②音速与高度的关系：高度越高，大气温度降低，音速降低。
（了解）
3.标准大气压
（1）国际标准大气压：大气被看做理想气体，以 海平面 高度为零，海平面上大气的温度为15℃，大气压为10×105pa ，密度为1.225kg/m 3，音速为340m/s 。
（2）作用：为了使飞行器的设计制造、性能比较有一个统一的标准。
二、气体流动的基本规律
1.气体流动的状态参数
包括：速度 、 压力 、 密度 、 温度 。
2.流动空间对速度的影响
（1）连续性原理
同一时间，流进流管和流出流管的空气质量是相等的，即：ρ1v 1A 1 = ρ2v 2A 2
（2）低速气流的连续方程
低速气流特点：密度ρ不变
方程：v ·A=常数
意义：横截面越小，气流流速越大；横截面积越大，气流流速越小（可举河流与河道）。
3.流动空间对压力的影响
（1）影响：
横截面积大的地方，气体流速小，压力大；
横截面积小的地方，气体流速大，压力小。
（2）伯努利方程：流体力学之父“伯努利”
0221P v P =+ρ，其中P 为静压，22
1v ρ为动压，P 0为全压 （3）伯努利定理
内容：流体在稳定连续流动中，流场各处全压不变，如果某点的流速越大（动压大），则该点的静压就会越小。
适应条件：气流是连续、稳定的，即流动是定常的；流动的空气与外界没有能量交换，即空气是绝热的。
空气没有粘性，即空气为理想流体。
三、飞机升力的产生
1.升力产生的部件：机翼
2.升力的产生
前方来流被机翼分为了两部分：一部分从上表面流过，一部分从下表面流过；由连续性定理析可知，流过机翼上表面的气流，比流过下表面的气流的速度更快；上下表面出现的压力差，在垂直于（远前方）相对 气流方向的分量，就是升力。
3.仰角：翼弦和相对气流方向的夹角。
①当α<α临界，升力系数随迎角增大而增大。
②当α=α临界，升力系数为最大。
③当α>α临界，升力系数随迎角的增大而减小，进入失速区。
四、飞行中飞机的受力
1.阻力的分类
（1）摩擦阻力
①产生原因：飞机表面不光滑，气流经过飞机表面发生摩擦。
②减小措施：提高制造工艺，使表面尽量光滑，表明不产生变形。
（2）压差阻力
①产生原因：处于流动空气中的物体的前后的压力差，导致气流附面层分离，从而产生的阻力。
气流流过机翼后，在机翼的后缘部分产生附面层分离形成涡流区，压强降低；而在机翼前缘部分，气流受阻压强增大，这样机翼前后缘就产生了压力差，从而使机翼产生压差阻力
（3）诱导阻力（了解）
①产生原因：由于翼尖涡的诱导，导致气流下洗，在平行于相对气流方向出现阻碍飞机前进的力，这就是诱导阻力。
五、飞机的中心与平衡
1.重心和压力中心
（1）重心：飞机重力的作用点叫做飞机的重心。
飞机重心主要指飞机各部件、装载重力之和。
压差阻力
诱导阻力
（2）压力中心：机翼的升力作用点。
2.俯仰稳定的实现
措施：由水平尾翼产生的俯仰稳定力矩实现。
六、飞机的基本操纵方法
1.机体轴系
（1）纵轴：过重心，在飞机对称面内，与机身对称轴平行的轴线（x 轴）。
（2）横轴：过重心，垂直于飞机对称面的轴线（z 轴）。
（3）立轴：过重心，在飞机对称面内，与纵轴垂直的轴线（y 轴）。
2.飞机的三种运动
（1）滚转：绕机体纵轴的转动。
（2）偏转：绕机体立轴的转动。
（3）俯仰转动：绕机体横轴的转动。
3.飞机的主要操纵舵面：升降舵、方向舵、副翼
（1）俯仰转动与升降舵操作<驾驶杆>
①拉杆 => 升降舵上偏 => 尾翼上方气流受阻 => 上方流速减小，压力增大 => 产生向下的空气动力 => 对飞机重心构成上仰力矩 => 机头上仰
②推杆 => 升降舵下偏 => 尾翼下方气流受阻 => 下方流速减小，压力增大 => 产生向上的空气动力 => 对飞机重心构成下俯力矩 => 机头下俯
（2）方向偏转与方向舵操作
平尾:负升力
①左脚向前蹬脚蹬=> 方向舵左偏=> 左侧气流受阻=> 左侧流速减小，压力增大=> 产生向右的空气动力=> 对飞机重心构成向左偏转的力矩=> 机头左偏
②右脚向前蹬脚蹬=> 方向舵右偏=> 右侧气流受阻=> 右侧流速减小，压力增大=> 产生向左的空气动力=> 对飞机重心构成向右偏转的力矩=> 机头右偏
（3）横侧滚转与副翼操作
①向左拉杆=> 左侧副翼上偏，右侧副翼下偏=> 左侧上方气流受阻，右侧副翼下方气流受阻=> 左侧上表面空气流速减小，压力增大，产生向下的空气动力；右侧下表面空气流速减小，压力增大，产生向上的空气动力=> 两侧产生相反力矩=> 飞机向左滚转。